C-band erbium-doped fiber maliit na signal amplifier

Prinsipyo ng pagtatrabaho

Ang Erbium doped fiber ay ang pangunahing sangkap ng PA amplifier, na nagpapalakas ng mga optical signal sa pamamagitan ng pag -doping ng bihirang elemento ng Earth Erbium (ER) sa fiber core. Ang mga ion ng Erbium ay may isang espesyal na istraktura ng antas ng enerhiya, at kapag nasasabik sa pamamagitan ng pump light, lumilipat sila mula sa mababang antas ng enerhiya hanggang sa mataas na antas ng enerhiya. Kapag ang ilaw ng signal ay dumadaan sa isang hibla na doped na hibla, ang mga high-energy energium ion ay pinasigla upang maglabas ng mga photon na may parehong yugto, dalas, at estado ng polariseysyon bilang ilaw ng signal, sa gayon ay pinapahusay ang intensity ng signal light at pagkamit ng pagpapalakas.

Ang ilaw ng pump ay isang ilaw na mapagkukunan na nagbibigay ng enerhiya para sa mga erbium ion, karaniwang gumagamit ng mga semiconductor laser (tulad ng 980Nm o 1480nm na haba ng haba ng haba). Matapos ang ilaw ng bomba ay pumapasok sa hibla ng erbium-doped, nakikipag-ugnay ito sa mga erbium ion, na nagiging sanhi ng paglipat sa kanila sa mataas na antas ng enerhiya. Ang mga high-energy erbium ion na ito ay bumubuo ng mga photon na magkapareho sa ilaw ng signal sa pamamagitan ng stimulated na paglabas, pagkamit ng pagpapalakas ng ilaw ng signal. Ang mekanismong ito ng pumping ay nagbibigay -daan sa mga amplifier ng PA na maglabas ng malalaking optical signal nang hindi direktang nagko -convert ng ilaw ng signal sa mga signal ng elektrikal.

Upang matiyak ang kalidad ng amplified signal, binabawasan ng mga amplifier ng PA ang ingay sa pamamagitan ng pag-optimize ng istraktura ng mga hibla na doped ng erbium, pagpili ng naaangkop na mga pump light wavelength at kapangyarihan, at iba pang mga hakbang. Ang figure ng ingay ay kinokontrol sa ≤ 4.5dB upang matiyak na ang amplifier ay nagpapanatili ng isang mahusay na ratio ng signal-to-ingay habang pinapalakas ang signal, sa gayon ay pagpapabuti ng kalidad ng signal.

Mga senaryo ng aplikasyon

Sa mga sistema ng komunikasyon ng hibla ng hibla, ang mga c-band na erbium-doped fiber maliit na signal amplifier ay ginagamit upang mabayaran ang pagkawala ng mga optical signal sa mga link ng optic na hibla, pagpapabuti ng distansya ng paghahatid at kapasidad ng sistema ng komunikasyon. Halimbawa, sa mga submarine fiber optic cable na mga sistema ng komunikasyon, ang amplifier na ito ay maaaring epektibong maibalik ang lakas na optical signal, tinitiyak ang kalidad at pagiging maaasahan ng komunikasyon.

Sa hibla ng optic sensor network, ang amplifier na ito ay maaaring palakasin ang mahina na optical signal output ng sensor, pagpapabuti ng katumpakan ng pagsukat ng sensor. Halimbawa, sa mga sensor ng temperatura ng hibla ng hibla, maaari itong palakasin ang mga pagbabago sa intensity ng mga optical signal na sanhi ng mga pagbabago sa temperatura, tinitiyak ang kawastuhan ng pagsukat ng temperatura.

Sa mga sistema ng laser ng hibla, ang mga c-band na erbium-doped fiber maliit na signal amplifier ay maaaring magamit upang madagdagan ang lakas ng mga mapagkukunan ng laser seed, sa gayon nakakakuha ng mas mataas na mga output ng laser ng kuryente, na maaaring magamit para sa mga aplikasyon tulad ng pagproseso ng materyal at paggamot sa medikal na laser.